Заложение фундамента

Чтобы дом стоял прочно и надежно, грунт должен быть плотным, однородным, не склонным к пучению, отличающимся наименьшей просадочностью. Благодаря этому фундамент и стены под воздействием как собственного веса, так и нагрузок осядут равномерно, т. е. дом не покроется трещинами или один из углов не деформируется больше остальных.

В зимний период в различных природно-климатических зонах России грунты промерзают, причем на разную глубину, в результате чего некоторые из них (лессовые, глинистые, супесчаные, а также пылеватые песчаные) вспучиваются. Под воздействием веса построенного дома пучинистые грунты оседают, что приводит к нарушению всей конструкции. При строительстве в таких условиях необходимо заранее принимать соответствующие меры: закладывать фундамент ниже глубины промерзания грунта; укреплять грунт путем устройства песчаного слоя, введения битума или цемента; проводить мелиоративные работы для отведения поверхностных вод; предотвращать неравномерное увлажнение грунта, проникновение в котлован дождевых вод и т. д.

Для российского Нечерноземья пучинистые грунты характерны в большей степени, чем непучинистые (среди последних конгломераты и скальные породы, а также пески – гравелистые, крупно– и среднезернистые). Поэтому при расчете фундамента, выборе его конструкции и при закладке необходимо учитывать силы, которые на него воздействуют (рис. 13).

Рис. 13. Направление сил, воздействующих на фундамент в грунтах, подверженных морозному пучению: 1 – сила грунтовых вод; 2 – сила морозного пучения; 3, 4 – силы морозного пучения, воздействующие на боковые поверхности фундамента по касательной

По глубине заложения различаются фундаменты незаглубленные (лежат на поверхности земли), мелкозаглубленные (основание находится выше глубины промерзания), заглубленные (заложенные ниже глубины промерзания) (рис. 14).

Рис. 14. Типы фундаментов: а – заглубленный; б – мелкозаглубленный; в – незаглубленный

При незаглубленном фундаменте возможно устройство подполья. В отличие от него при мелкозаглубленном фундаменте заложение подвала не воспрещается, но он не может занимать площадь под всем домом, т. е. будет иметь ограниченные размеры. При этом между глубиной подвала Н и длиной уступа, обозначенной на рис. 15 буквой L, должно быть не менее 1:2. Соблюдение этого требования обязательно, поскольку в противном случае может случиться так, что давление фундамента на грунт передастся на стенку подвала и вызовет ее разрушение либо фундамент просядет в зоне, наиболее приближенной к подвалу.

Рис. 15. Устройство подвала при мелкозаглубленном фундаменте

Пучинистый грунт – это еще не приговор. Если в нем по всем правилам заложить заглубленный фундамент, то ему не страшны никакие деформации. Существуют три типа заглубленного фундамента: столбчатый, столбчато-ленточный и ленточный с подвалом или без него. Подвальное помещение является разновидностью заглубленного фундамента. Несмотря на то что подвал имеет ряд несомненных преимуществ, не каждый застройщик включает его в свой проект, поскольку себестоимость работ достаточно высока, да и трудностей немало как при строительстве, так и при эксплуатации.

Относительно глубины заложения фундамента следует сказать, что она зависит от глубины промерзания грунта, характера и структуры грунта, расчетной нагрузки, уровня грунтовых вод, если таковые имеются (оптимальное время для этого – весна или осень, когда идут дожди; о глубине залегания грунтовых вод можно судить по уровню воды в отрытых шурфах или колодце, если он есть на участке) и т. д. Если они располагаются близко к поверхности земли, то фундамент подвергается воздействию сил морозного пучения, действующих снизу вверх. В грунтах, склонных к перенасыщению влагой, они достигают 6-10 т/м², что почти всегда больше тех сил, которые возникают под весом собственно конструкции здания и направлены сверху вниз.

Осваиваем пространство ниже нулевой отметки

Основанием для рулонной гидроизоляции служит монолитная стяжка, выполненная или из цементно-песчаного раствора М50-100, или из асфальтобетона. Мастика должна наноситься на огрунтованную поверхность сплошным слоем (пропуски недопустимы). При этом горячие мастики покрывают основание перед укладкой материала, а холодные наносятся заранее.

В результате наблюдается смещение грунта, которое при промерзании на 100–150 см может составлять 10–15 см. Отсюда трещины на стенах, перекошенные крыльцо или веранда. Если на вашем участке складывается именно такая ситуация, то желательно, минуя водоносный слой, заложить фундамент на следующем, более прочном основании. Разумеется, это потребует проведения серьезных гидроизоляционных мероприятий, иначе ваш подвал будет заливаться водой и станет непригоден для использования. Кроме того, для нейтрализации или хотя бы уменьшения касательных сил при закладке фундамента можно прибегнуть к таким мерам, как устройство у него наклонных стен; обработка их составами, не допускающими смерзания с грунтом; вертикальное армирование, благодаря которому верхние и нижние части фундамента оказываются связанными; утепление отмостки; дренаж.

Если грунтовые воды проходят ниже точки промерзания плюс 2 м, то фундамент может закладываться на глубине 50–70 см от планировочной отметки грунта. При высоком уровне грунтовых вод (до 2 м от глубины промерзания) оптимально заложить фундамент на глубину промерзания, причем под ним следует устроить песчано-гравийную подушку. Для определения глубины заложения фундамента вы можете воспользоваться табл. № 1.

Таблица № 1

Сведения для установления глубины заложения фундамента

В соответствии с формой фундамента и особенностями его опирания на грунт можно выделить несколько типов фундамента – столбчатый, ленточный, плитный и свайный. Выбор той или иной конструкции определяется в зависимости от веса возводимого дома и несущей способности грунта.

При пучинистых грунтах, которые отличаются способностью переувлажняться при зимнем замерзании и весеннем оттаивании, предпочтителен фундамент в виде сплошной или решетчатой железобетонной плиты, что позволяет ему адекватно реагировать на регулярные вертикальные перемещения. Он может рекомендоваться при строительстве небольших по габаритам жилых домов, возводимых на тяжелых, подвижных, просадочных грунтах, характеризующихся большой глубиной промерзания.

В ряде случаев (на плывунах, в зонах вечной мерзлоты и при существенных нагрузках на основание) закладываются свайные фундаменты, конструктивно состоящие из свай и ростверка – плиты, которая связывает оголовки свай.

В индивидуальном строительстве наибольшее распространение получили ленточные и столбчатые фундаменты, которые устраиваются на неподвижном основании. При строительстве дома с подвальным помещением закладывается либо столбчатый, либо ленточный, либо монолитный плитный фундамент (последний располагается под всей площадью дома, чтобы обеспечить изоляцию подвального помещения от проникновения влаги, что не исключено при высоком горизонте грунтовых вод и на грунтах со слабой несущей способностью). При этом необходимо помнить, что в каждом случае подвальное помещение будет иметь определенные особенности.

Если дом возводится на столбчатом или столбчато-ленточном фундаменте, не исключается возможность устройства круглого в плане подвала, для которого потребуется меньшее количество строительных материалов, поскольку благодаря его форме давление бокового грунта гасится, а стены можно поднять более тонкие. Подвал такого типа оптимален при высоком уровне грунтовых вод в том случае, если это глубокое сооружение и между стеной подвала и внутренней гранью фундамента незначительное расстояние. Но при этом необходимо знать, что в пучинистых грунтах вертикальные стены подвала такой конструкции без соответствующей нагрузки склонны к периодическим вертикальным перемещениям. По этой причине стены лучше сделать наклонными.

Согласно новым технологиям, в частности ТИСЭ, стены подвала можно возвести на более высоком уровне, снизив при этом (и значительно) временные и трудовые затраты.

Поскольку по технологии ТИСЭ выполняется вертикальное армирование стен подвала (рис. 16), это многократно увеличивает их прочность и надежность, а также придает высокую жесткость к воздействию боковых нагрузок.

Рис. 16. Фрагмент подвальной стены, построенной по технологии ТИСЭ: 1 – вертикальное армирование; 2 – плита перекрытия; 3 – слой гидроизоляции

Чтобы увеличить морозостойкость стен, которые испытывают различные атмосферные воздействия, используется жесткая смесь песка с цементом, а присутствие вертикальных каналов в стене подвала позволяет создавать эффективно функционирующую приточную и вытяжную вентиляцию подвального помещения.

Стены подвала подвержены немалым боковым нагрузкам со стороны грунта, на них воздействует гидростатическое давление грунтовых вод. В традиционных технологиях обязательным элементом силовой схемы было жесткое перекрытие, которому сообщались эти нагрузки. Создатели технологии ТИСЭ разработали еще один способ восприятия данных нагрузок, но без жесткого бетонного перекрытия. Это круглый подвал (рис. 17), который может быть построен при столбчатом или столбчато-ленточном фундаменте, причем с наименьшими затратами.

Рис. 17. Круглый подвал, устроенный по технологии ТИСЭ

Осваиваем пространство ниже нулевой отметки

По сравнению с оклеечной или окрасочной жесткая гидроизоляция имеет преимущество, которое состоит в том, что она устраивается не только со стороны статического напора, т. е. при ее монтаже необязательно вскрывать стены подвала. Чтобы полностью перекрыть влаге доступ через стены, достаточно оштукатурить их раствором с расширяющимися добавками в составе.

Если закладывается мелкозаглубленный фундамент, то при постройке подвала следует предусмотреть достаточное и поэтому безопасное расстояние от стен подвала до внутренней вертикальной грани фундамента. Это предотвратит воздействие оседающего под нагрузкой грунта на стенки подвала. Расстояние определяется рядом факторов. Среди них величина отметки подвала и подошвы фундамента, среднего давления под ней; свойства грунта. Если расстояние между фундаментом и стеной подвала потребуется уменьшить, то ее надо рассчитать на прочность, потому что будут воздействовать значительные силы: боковое давление от расширения мерзлого грунта и гидростатическое давление грунтовых вод.